JP2003042898A

JP2003042898A - 光学素子検査方法及び検査システム

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Publication number: JP2003042898A
Application number: JP2001226911A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Takano; 勝彦高野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のラインセンサを用いたカラーフィルタ
等光学素子の色ムラ検査において、ラインセンサ間の感
度ムラの影響を防止し、高精度に色ムラを評価する。【解決手段】光学素子の色ムラの発生方向をラインセ
ンサの走査方向に平行に合わせ、得られたデータを色ム
ラの発生方向とは直交する方向に積算し、その積算値の
差に基づいて色ムラを評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ、パ
ーソナルコンピュータ、携帯電話等に使用されているカ
ラーディスプレイの構成部材であるカラーフィルタやエ
レクトロルミネッセンス素子等の光学素子の色ムラを検
査する方法及び該検査に用いるシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーディスプレイに用いられる
カラーフィルタの色ムラ検査は、カラーフィルタの裏面
から光を照射し、カラーフィルタを透過してきた光量を
ラインセンサで取り込み、取り込んだデータをカラーフ
ィルタ内で比較することにより、評価していた。しかし
ながら、カラーフィルタの大型化に伴い、短時間で全エ
リアを検査したいという要求から、検査システムにおい
て複数のラインセンサを用いるようになり、ラインセン
サ間の感度ムラが検査結果に重畳し、評価の精度が低下
し、製造歩留まりが低下する原因となっている。

【０００３】特に、近年市場に導入されたインクジェッ
ト方式や電着法により製造されたカラーフィルタは、色
ムラの発生にその製造方法に起因する特有の方向性を持
っており、従来の色ムラ検査方法では、ラインセンサ間
の感度ムラによる影響が大きかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
問題を解決し、複数のラインセンサを用いたカラーフィ
ルタ等光学素子の色ムラ検査において、ラインセンサ間
の感度ムラの影響を排除し、高精度な検査を実現して、
製造歩留まりを向上することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、支持基
板上に複数の画素と、隣接する画素間に位置する隔壁と
を少なくとも有する光学素子の検査方法であって、複数
のラインセンサを直線状に配列させ、該光学素子の予測
される色ムラの発生方向に対して該配列方向が直交する
ようにラインセンサ列を光学素子に対して配置させ、上
記色ムラの発生方向に平行に上記ラインセンサ列を光学
素子に対して相対的に走査させながら複数箇所のデータ
を取り込み、得られたデータを色ムラの発生方向とは直
交する方向に積算し、該積算値の差に基づいて光学素子
の色ムラを評価することを特徴とする光学素子検査方法
である。

【０００６】上記本発明の検査方法においては、光学素
子がインクジェット方式により製造され、上記色ムラの
発生方向が、インクジェットによる着色工程における描
画方向とは直交する方向であること、光学素子がカラー
フィルタまたはエレクトロルミネッセンス素子であるこ
と、を好ましい態様として含む。

【０００７】本発明の第二は、複数のラインセンサを直
線状に配列させたラインセンサ列と、検査に先立って光
学素子を面内で旋回させる機構とを少なくとも備えたこ
とを特徴とする光学素子検査システムである。

【０００８】上記本発明の光学素子検査システムにおい
ては、ラインセンサがＣＣＤラインセンサであること、
光学素子がカラーフィルタまたはエレクトロルミネッセ
ンス素子であること、を好ましい態様として含む。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の検査方法の特徴は、予め
想定される色ムラの発生方向に平行にラインセンサを走
査し、得られたデータを該走査方向とは直交する方向に
積算することにある。即ち、個々のラインセンサにおい
て、色ムラの発生したデータが得られるが、該データを
走査方向とは直交する方向、即ちラインセンサの配列方
向に積算することによって、全ラインセンサのデータが
積算されるため、各積算値においてはラインセンサ間の
感度ムラが相殺される。そのため、ラインセンサ間の感
度ムラに関わらず、正確に色ムラを評価することがで
き、例えば、ラインセンサを交換して感度が変動した場
合でも、補正等の必要はない。

【００１０】本発明の検査対象である光学素子は、支持
基板上に複数の画素と、隣接する画素間に位置する隔壁
を有し、具体的には、カラーフィルタやエレクトロルミ
ネッセンス素子が挙げられる。以下、カラーフィルタを
検査する場合を例に挙げて本発明について説明する。

【００１１】図１に、本発明の検査方法における、ライ
ンセンサ列とカラーフィルタとの位置関係を模式的に平
面図で示した。図中、１はカラーフィルタ、２は着色画
素、３はラインセンサである。

【００１２】本発明においては、ラインセンサ３を複数
直線状に配列して用いる。図１では矢印Ａ方向に配列し
ており、ラインセンサ３の配列方向に直交する方向（矢
印Ｂ方向）にカラーフィルタ１に対して相対的に走査さ
せながら、検査を行う。カラーフィルタ１は、着色画素
２が複数行、複数列で二次元配列しており、色ムラの発
生が大きい配列方向を上記ラインセンサ３の走査方向、
即ちＢ方向に平行に合わせる。つまり、ラインセンサ３
をカラーフィルタ１の色ムラの発生方向に走査させて検
査を行う。

【００１３】得られた個々のデータは、走査方向とは直
交する方向において積算する。図１においては、矢印Ａ
方向に配列した全着色画素２のデータが積算されること
になる。積算値は全ラインセンサ３のデータを積算した
ものであり、各積算値はいずれもラインセンサ３の感度
ムラを同等に含むため、該感度ムラが相殺され、積算値
を評価する際には該感度ムラの影響が排除される。尚、
検査は着色画素の色毎に行う。

【００１４】図２を用いて、インクジェット方式により
カラーフィルタを製造した場合の色ムラの発生方向につ
いて説明する。インクジェット方式によるカラーフィル
タの製造方法としては、ガラス基板等支持基板上にイン
ク吸収性を有する樹脂組成物等からなるインク受容層を
形成し、インクジェット記録装置を用いて所定の領域に
インクを付与して着色する方法と、複数の開口部を有す
る隔壁（通常ブラックマトリクスを兼ねる）を形成し、
該開口部に樹脂等バインダー成分を含むインクをインク
ジェット記録装置によって付与して硬化させ、着色部を
形成する方法とがある。図２は、後者の方法におけるブ
ラックマトリクスとインクジェットヘッドとの位置関係
を示す平面模式図である。図２において、２１は被着色
基板、２２はブラックマトリクスの開口部、２３ａ〜２
３ｃはインクジェットヘッド、２４はノズルである。

【００１５】通常、インクジェット方式によるカラーフ
ィルタの製造においては、複数のノズル２４を直線状に
配列したインクジェットヘッド２３ａ〜２３ｃを色毎に
備えた装置を用いる。一方、当該方法で得られるカラー
フィルタは、着色画素が複数行及び複数列に二次元配列
するが、一方の配列方向（図２においては矢印Ｃ方向）
にはＲ、Ｇ、Ｂの各同色の着色画素が連続して配置し、
他方の配列方向（矢印Ｄ方向）には、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色
画素が順次配列することになる。

【００１６】着色走査においては、インクジェットヘッ
ド２３ａ〜２３ｃのノズル２４が各ヘッドでインクを付
与するブラックマトリクスの開口部２２に対応するよう
に、ヘッド２３ａ〜２３ｃを傾けて配置し、対応したノ
ズル２４のみを用いる。図２においては、４個おきのノ
ズル２４が、２個おきの開口部２２に対応している。

【００１７】上記の配置で、インクジェットヘッド２３
ａ〜２３ｃを被着色基板２１に対して相対的に走査させ
ながらノズル２４よりインクを開口部２２に付与する。
走査方向は同じ色の着色画素が配列する矢印Ｃ方向であ
る。

【００１８】上記のように、通常、インクジェット方式
においては、複数のノズル２４を備えたインクジェット
ヘッド２３ａ〜２３ｃを用いて、複数の開口部２２に同
時にインクを付与するため、ノズル間のインク吐出性の
差がカラーフィルタの色ムラとなってしまう。上記した
ように、矢印Ｃ方向の開口部２２は同じノズル２４で着
色されるため、色ムラは矢印Ｄ方向に発生することにな
る。このような色ムラの発生を抑えるべく、走査毎にノ
ズルを移動させる方法も採られてはいるが、当該方式に
よる色ムラの発生は、Ｒ、Ｇ、Ｂの配列方向が大であ
る。よって、当該方式によるカラーフィルタの場合に
は、走査方向Ｃ方向に直交するＤ方向が、図１に示した
色ムラ検査時の走査方向となるように、カラーフィルタ
１とラインセンサ３との位置を設定すればよい。

【００１９】尚、インクジェット方式によるカラーフィ
ルタの製造方法としては、前記したように、基板上に形
成したインク受容層にインクを付与して着色する方法も
あるが、この場合も、通常は同色の着色画素がＣ方向に
配列するように着色するため、色ムラは上記の説明と同
様にＤ方向に発生するため、やはり検査時にはＤ方向を
走査方向とする。尚、当該構成のカラーフィルタにおけ
る隔壁とは、隣接する着色画素間を遮光するブラックマ
トリクスがこれに相当する。

【００２０】図３に、インクジェット方式で製造したカ
ラーフィルタを検査する好ましいシステムを平面模式図
で示した。図中、３０はカラーフィルタ、３１ａ、３１
ｂは着色領域、３２、３４は旋回テーブル、３３はライ
ンセンサ列である。ラインセンサとしては、本発明にお
いてはＣＣＤラインセンサが好ましく用いられる。

【００２１】図３においては、ラインセンサ列３３は固
定され、カラーフィルタ３０が連続して矢印Ｅ方向に搬
送されている。カラーフィルタとしては、１枚の基板上
に複数枚のカラーフィルタを製造する、いわゆる多面取
りとする場合が多く、図３は２面取りのカラーフィルタ
３０を示す。当該カラーフィルタ３０は液晶ディスプレ
イ構成時に、それぞれ着色領域３１ａ、３１ｂを備えた
２枚のカラーフィルタとして切り離されて用いられる。
尚、カラーフィルタ３０の着色時の描画方向はＦ方向と
する。

【００２２】図３において、カラーフィルタ３０が紙面
左側より供給されるが、その描画方向Ｆが検査時の走査
方向Ｅに平行であるため、描画方向Ｆが走査方向Ｅに直
交するように旋回テーブル３２上でカラーフィルタ３０
を９０°回転させる。このように、検査システム内に、
カラーフィルタを面内で旋回させる機構を配備させてお
くことが好ましい。このような機構を備えていれば、当
該システムにカラーフィルタを供給するロボットや複数
のカラーフィルタを同時に搬送するための収納カセット
の構成上の都合で、当該検査システムに供給される際の
カラーフィルタの方向に制限がある場合にも、容易に対
応することができる。

【００２３】所定の方向に調整されたカラーフィルタ３
０はラインセンサ列３３に向けて搬送される。ラインセ
ンサ列３３の下方には例えば白色蛍光灯等光源が配置さ
れている。搬送されたカラーフィルタ３０は上記光源と
ラインセンサ列３３間を通過し、その際にカラーフィル
タ３０を透過した光の輝度がラインセンサによって測定
され、データとして取り込まれる。

【００２４】検査の終了したカラーフィルタ３０は、必
要に応じて設けられた旋回テーブル３４において、方向
を調整され、搬出される。

【００２５】上記説明においては光学素子としてカラー
フィルタを例に挙げたが、光学素子がエレクトロルミネ
ッセンス素子である場合も同様であり、この場合、画素
は発光層である。

【００２６】

【実施例】（実施例１）横５５０ｍｍ×縦６５０ｍｍ×
厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス（コーニング社製
「１７３７」）に、１８インチ２面取りの樹脂製ブラッ
クマトリクスを形成したブラックマトリクス基板にイン
クジェット方式によりＲ、Ｇ、Ｂのインクを付与して着
色画素を形成した後、色ムラの検査を行った。検査装置
としては、石川島播磨重工業社製の「ＩＨＩ−ＣＦｉ」
を用い、９台のＣＣＤラインセンサを用い、分解能は１
５μｍで行った。尚、検査装置には、図３に示したよう
に、ラインセンサの前後に旋回テーブルを設けたシステ
ムとし、１００枚のカラーフィルタについて検査し、目
視による評価結果との対応取りを行った。結果を表１に
示す。

【００２７】（実施例２）カラーフィルタサイズを１
４．１インチ４面取りにした以外は実施例１と同様に検
査を行った。結果を表１に示す。

【００２８】（実施例３）旋回テーブルがないシステム
とした以外は実施例１と同様にして検査を行った。結果
を表１に示す。

【００２９】（実施例４）カラーフィルタの着色画素を
電着法で形成した以外は実施例１と同様にして検査を行
った。結果を表１に示す。

【００３０】（実施例５）薄膜プロセスによって形成さ
れた、配線膜及び絶縁膜等が多層に積層されてなるＴＦ
Ｔ駆動基板上に画素（発光層）単位に、透明電極として
ＩＴＯ膜をスパッタリングにより厚さ４０ｎｍになるよ
うに形成し、フォトリソ法により、画素形状に従ってパ
ターニングを行った。

【００３１】次に、透明感光性樹脂（富士フイルムオー
リン社製「ＣＴ−２０００Ｌ」）を塗布、パターニング
することにより横３６０ｍｍ×縦４６５ｍｍ×厚さ０．
７ｍｍの基板に１０．４インチ４面取りのパターンを形
成し、発光層を充填する隔壁とした。

【００３２】次に前記基板の隔壁内に発光層を形成し
た。先ず、電子輸送性２，５−ビス（５−ｔｅｒｔ−ブ
チル−２−ベンゾオキサゾルイル）−チオフェン〔蛍光
ピーク４５０ｎｍをもつ電子輸送性青色発光色素であ
り、発光中心形成化合物の１つである。以下、「ＢＢＯ
Ｔ」と記す〕を、３０重量％の濃度でポリ−Ｎ−ビニル
カルバゾール〔分子量１５０，０００、関東化学社製、
以下、「ＰＶＫ」と記す〕よりなるホール輸送性ホスト
化合物中に分子分散させることができるよう、両者をジ
クロロエタン溶液に溶解した。次いで、もう１つの発光
中心形成化合物であるナイルレッドを上記ＰＶＫ−ＢＢ
ＯＴのジクロロエタン溶液に０．０１５モル％で溶解し
てインクとし、インクジェット法により上記隔壁の開口
部に充填、乾燥し、厚さ２００ｎｍの発光層を形成し
た。さらにこの上に、Ｍｇ：Ａｇ（１０：１）を真空蒸
着させて厚さ２００ｎｍのＭｇ：Ａｇ陰極を形成し、有
機エレクトロルミネッセンス素子を得た。この素子を実
施例２と同様にして検査を行った。結果を表１に示す。

【００３３】（比較例１）旋回テーブルがないシステム
とした以外は実施例１と同様にして検査を行った。結果
を表１に示す。

【００３４】（比較例２）旋回テーブルがないシステム
とした以外は実施例４と同様にして検査を行った。結果
を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかなように、検査時の走査方
向を色ムラの発生方向（描画方向に直交する方向）に平
行にして検査し、描画方向にデータを積算して色ムラの
評価を行った本発明の実施例においては、目視による評
価結果との対応が良かった。これに対して、検査システ
ムに旋回テーブルがない場合、供給された光学素子の色
ムラの発生方向が検査時の走査方向に平行な実施例３で
は、本発明に該当して良好な結果が得られるが、上記方
向が直交している比較例１、２では、互いに色ムラを生
じている着色画素を異なるラインセンサで検査した上、
色ムラの発生方向にデータを積算するため、色ムラの程
度を正確に評価できず、目視による評価との対応が悪か
った。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カラーフィルタやエレクトロルミネッセンス素子の色ム
ラを、ラインセンサ間の感度ムラの影響を排除して評価
できるため、正確に且つ高精度に評価することができ
る。そのため、良品を不良品或いは不良品を良品とする
誤った評価が防止され、不必要な不良品の発生及び不良
品の良品への混在が防止され、信頼性の高い光学素子を
歩留まり良く供給して、光学素子の価格低減を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学素子の検査方法における、ライン
センサ列とカラーフィルタとの位置関係を模式的に示す
平面図である。

【図２】インクジェット方式によりカラーフィルタを製
造した場合の色ムラの発生方向を説明するための平面模
式図である。

【図３】インクジェット方式で製造したカラーフィルタ
を連続的に検査する様子を示した平面模式図である。

【符号の説明】

１カラーフィルタ２着色画素３ラインセンサ２１被着色基板２２ブラックマトリクスの開口部２３ａ〜２３ｃインクジェットヘッド２４ノズル３０カラーフィルタ３１ａ、３１ｂ着色領域３２、３４旋回テーブル３３ラインセンサ列

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持基板上に複数の画素と、隣接する画
素間に位置する隔壁とを少なくとも有する光学素子の検
査方法であって、複数のラインセンサを直線状に配列さ
せ、該光学素子の予測される色ムラの発生方向に対して
該配列方向が直交するようにラインセンサ列を光学素子
に対して配置させ、上記色ムラの発生方向に平行に上記
ラインセンサ列を光学素子に対して相対的に走査させな
がら複数箇所のデータを取り込み、得られたデータを色
ムラの発生方向とは直交する方向に積算し、該積算値の
差に基づいて光学素子の色ムラを評価することを特徴と
する光学素子検査方法。
【請求項２】光学素子がインクジェット方式により製
造され、上記色ムラの発生方向が、インクジェットによ
る着色工程における描画方向とは直交する方向である請
求項１に記載の光学素子検査方法。
【請求項３】光学素子がカラーフィルタまたはエレク
トロルミネッセンス素子である請求項１または２に記載
の光学素子検査方法。
【請求項４】複数のラインセンサを直線状に配列させ
たラインセンサ列と、検査に先立って光学素子を面内で
旋回させる機構とを少なくとも備えたことを特徴とする
光学素子検査システム。
【請求項５】ラインセンサがＣＣＤラインセンサであ
る請求項４に記載の光学素子検査システム。
【請求項６】光学素子がカラーフィルタまたはエレク
トロルミネッセンス素子である請求項４または５に記載
の光学素子検査システム。